カロチョーピング：それが明らかにできることとそれがどのように成し遂げられるか

核型は、文字通り、細胞内に存在する染色体の写真です。医師は妊娠中に核型を注文して一般的な先天性欠損症をスクリーニングすることがあります。また、白血病の診断を確定するためにも使用されます。あまり一般的ではありませんが、核型を使用して、赤ちゃんが遺伝性疾患に罹患するリスクがあるかどうかを確認する前に、親をスクリーニングします。検査の目的に応じて、この手順には血液検査、骨髄穿刺術、または羊水穿刺もしくは絨毛膜絨毛サンプリングのような一般的な出生前検査が含まれます。

遺伝学の基礎

染色体は、私たちが両親から受け継ぎ、遺伝子の形で私たちの遺伝情報を運ぶ、細胞の核の中の糸のような構造です。遺伝子は私たちの体の中でタンパク質の合成を指示し、それが私たちの外観や機能を決定します。

すべての人間は通常46の染色体を持ち、そのうち23は私たちの母親と父親からそれぞれ受け継いでいます。最初の22対は常染色体と呼ばれ、それが私たちのユニークな生物学的および生理学的特徴を決定します。 23番目のペアは、性染色体（XまたはYとして知られています）で構成されています。これは、私たちが女性であるか男性であるかを示します。

遺伝子コーディングの誤りは、発生や私たちの体の働き方に影響を与える可能性があります。場合によっては、病気や身体的または知的欠陥の危険性が高まる可能性があります。核型により、医師はこれらのエラーを検出できます。

染色体異常は、胎児の発育中に細胞が分裂するときに起こります。生殖器官に起こる分裂は減数分裂と呼ばれます。生殖器官の外側で起こる分裂は、有糸分裂と呼ばれます。

核型が示すことができるもの

核型は、それらのサイズ、形状、および数に基づいて染色体を特徴付けて、数値的欠陥と構造的欠陥の両方を識別する。数値的な異常とは、染色体の数が少なすぎる、または多すぎるというものですが、構造上の異常には、次のような広範な染色体の欠陥が含まれます。

• 削除染色体の一部が欠けている
• 転座染色体は本来あるべき場所ではない
• 反転染色体の一部が反対方向に反転している
• 重複染色体の一部が誤ってコピーされている

数値の異常

何人かの人々は余分または不足している染色体のどちらかで生まれています。 2つしかないはずの染色体が3つ以上ある場合、これはトリソミーと呼ばれます。欠けているか損傷している染色体があるならば、それはモノソミーです。

核型が検出することができるいくつかの数値異常の中には、以下のものがあります。

• ダウン症候群（21トリソミー）余分な第21染色体は、特有の顔の特徴と知的障害を引き起こします。
• エドワード症候群（18トリソミー）18番外染色体は最初の誕生日までに死亡の危険性が高いと解釈される
• パタウ症候群（トリソミー13）18番染色体が余分にあると、心臓病、知的障害、初年度前の死亡の可能性が高まる
• ターナー症候群（モノソミーX）少女のX染色体の欠落または損傷は、身長の低下、知的障害、および心疾患のリスク増加につながる
• クラインフェルター症候群（XXY症候群）男児の余分なX染色体が不妊、学習障害、および未発達の生殖器を引き起こす可能性がある

構造上の異常

構造上の異常は、トリソミーやモノソミーと同じように見られたり識別されたりするわけではありませんが、深刻なものになる可能性があります。例が含まれます。

• シャルコーマリートゥース病17番染色体の重複により引き起こされ、筋肉の大きさ、筋力の低下、および運動とバランスの問題を緩和する
• 第9染色体の反転、知的障害、顔面および頭蓋骨の奇形、不妊症、および再発性妊娠喪失に関連する
• Cri-du-Chat症候群5番染色体の欠失は発達の遅れ、小さな頭の大きさ、学習障害、および特有の顔の特徴を引き起こします
• フィラデルフィア染色体9番と22番染色体の相互転座によって引き起こされ、慢性骨髄性白血病のリスクが高い
• ウィリアムズ症候群7番染色体の転座によって、知的障害、心の問題、独特の顔の特徴、および外向きの魅力的な人格が引き起こされる

構造的染色体異常の発現は膨大です。例えば、ダウン症候群の症例の2〜3％が染色体21上の転座によって引き起こされています。しかし、すべての染色体異常が病気になるわけではありません。実際、いくつかは有益かもしれません。

そのような例の1つは、11番染色体の欠陥によって引き起こされる鎌状赤血球症（SCD）です。他の欠陥は、感染した人々のまれなサブセットにおいて広く中和するＨＩＶ抗体（ＢｎＡｂ）の産生を刺激する、ＨＩＶに対する防御を提供すると考えられている。

適応症

出生前スクリーニングに使用される場合、核型は典型的には妊娠中期および妊娠後期に行われる。標準パネルは、ダウン症候群および嚢胞性線維症を含む19種類の先天性疾患について試験します。

核型は特定の条件下での受胎前スクリーニングに使用されることがあります。

• 遺伝病の祖先歴を共有しているカップルのために
• あるパートナーが遺伝性疾患を患っている場合
• 一方のパートナーが常染色体劣性突然変異を持っていることがわかっている場合（両方のパートナーが同じ突然変異をしている場合にのみ病気を引き起こすことができるもの）

核型分析は、日常的な先入観スクリーニングではなく、リスクが高いと考えられるカップルに使用されます。例としては、Tay-Sachs病のリスクが高いAshkanziユダヤ人カップル、または鎌状赤血球症の家族歴を持つアフリカ系アメリカ人カップルがあります。

他のすべての原因が調査され除外されている場合、妊娠または再発流産を経験できないカップルも、親の核型分析を受けることがあります。

最後に、核型を用いて他の検査と関連して慢性骨髄性白血病を確認することができる。 （フィラデルフィア染色体が存在するだけでは、がんの診断を確定することはできません。）

彼らがどのように演奏されているか

核型は理論的にはあらゆる体液または組織に対して実施することができるが、臨床診療においては、サンプルは４つの方法で得られる。

• 羊水穿刺 子宮から少量の羊水を得るために腹部に針を挿入することを含みます。胎児への害を避けるために超音波の指導を受けて行われます。この手術は妊娠15週から20週の間に行われます。比較的安全ですが、羊水穿刺は流産の200人に1人のリスクに関連しています。
• 絨毛膜絨毛サンプリング（CVS） また、胎盤組織から細胞のサンプルを採取するために腹部の針を使います。通常、妊娠10週から13週の間に行われるCVSは、流産の100分の1のリスクを伴います。
• 静脈切開術 採血のための医学用語です。血液サンプルは通常、腕の静脈から採取され、核型分析のために白血球（白血球）を分離するために塩化アンモニアにさらされます。注射部位の痛み、腫れ、感染が考えられます。
• 骨髄穿刺 慢性骨髄性白血病の診断を助けるために使用されるかもしれません。これは通常、股関節の骨の中心に針を挿入することによって行われ、診療所の局所麻酔下で行われます。疼痛、出血、および感染が考えられる副作用の1つです。

サンプル評価

サンプルが集められた後、それは細胞遺伝学者として知られている専門家によって研究室で分析されます。このプロセスは、集めた細胞を栄養強化培地で増殖させることから始まります。そうすることは染色体が最も識別可能である有糸分裂の段階を正確に指摘するのを助けます。

次いで細胞をスライド上に置き、蛍光染料で染色し、そして電子顕微鏡のレンズの下に配置する。次に細胞遺伝学者は染色体の顕微鏡写真を撮り、22対の常染色体と2対の性染色体が正しく一致するようにジグソーパズルのように画像を再配置します。

画像が正しく配置されると、それらは染色体が欠けているか追加されているかを判断するために評価されます。染色はまた、染色体上のバンディングパターンがミスマッチまたは欠けているため、あるいは染色体の「腕」の長さが他のものよりも長いまたは短いため、構造上の異常を明らかにするのに役立ちます。

結果

何らかの異常は、関与する染色体および異常の特徴によって核型報告書に記載される。これらの調査結果には、「可能性がある」、「可能性が高い」、または「決定的な」解釈が伴います。いくつかの状態は核型と確定的に診断されることがあります。他の人はできません。

出生前核型の結果は10〜14日かかります。他の人は通常3〜7日以内に準備ができています。あなたの医師は通常あなたと結果を検討しますが、遺伝カウンセラーはあなたが結果が何を意味するのかどうかをよりよく理解するのを助けるために手元にあるかもしれません。先天性疾患が検出された場合や、妊娠中のスクリーニングによって遺伝性疾患のリスクが高いことが明らかになった場合、これは特に重要です。